CC BY
498
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
В
УДК 631.459:338.43
Т. В. Волошенкова, Н. Н. Овечко
Voloshenkova T. V., Ovechko N. N.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЧВ, ПОДВЕРГШИХСЯ ДЕФЛЯЦИИ
ECONOMIC COSTS OF DEFLATED SOIL RESTORATION
Представлена компьютерная модель комплексной оценки почвозащитной эффективности севооборотов в районах пыльных бурь. С ее помощью были рассчитаны вынос мелкозема, гумуса, азота, фосфора, калия, а также экономические затраты на их компенсацию для основных типов почв юго-востока Европейской территории Российской Федерации (регионов с активным ветровым режимом и опасностью проявления дефляции). Удельные затраты на восстановление утерянного плодородия суглинистых черноземов в 1,7 раза больше, чем для светло-каштановых супесчаных почв.
Ключевые слова: компьютерная модель, пыльные бури, выдувание почвы, восстановление плодородия, экономические затраты.
Computer model of a comprehensive diagnosis of the crop rotation soil saving effectiveness in the regions with dust storms are presented. Using the model the removal of silt, humus, nitrogen, phosphorus, potassium and the economic cost of their compensation for the main types of soils of the southeast European part of the Russian Federation (regions with an active wind conditions and the peril of deflation) were calculated. Specific costs for restoring the lost of fertility for the heave loam chernozems are in 1,7 times higher than for fine sandy loam.
Key words: computer model, dust storm, blowing of soil, fertility restoration, economic costs.
Волошенкова Татьяна Владимировна -
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения и прогнозирования биопродуктивности агролесоландшафтов
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии,
комплексных мелиораций и защитного лесоразведения
Российской академии наук»
г. Волгоград
Тел.: 8(8442)46-25-13
E-mail: tvoloshenkova@yandex.ru
Овечко Наталья Николаевна -
научный сотрудник лаборатории изучения и прогнозирования биопродуктивности агролесоландшафтов
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии,
комплексных мелиораций и защитного лесоразведения
Российской академии наук»
г. Волгоград
Тел.: 8(8442)46-25-13
E-mail: nno193@mail.ru
Voloshenkova Tatiana Vladimirovna -
Ph.D in agricultural Sciences, Senior research staff member
of Laboratory of Research and Forecasting the
Bioefficiency of Agroforestry landscapes
FSBSI «Federal Scientific Centre of Agroecology,
Complex Melioration and Protective Afforestation
of the Russian Academy of Sciences»
Volgograd
Tel.: 8(8442)46-25-13
E-mail: tvoloshenkova@yandex.ru
Ovechko Natalia Nikolaevna -
Research staff member of Laboratory of Research and Forecasting the Bioefficiency of Agroforestry landscapes FSBSI «Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences» Volgograd
Tel.: 8(8442)46-25-13 E-mail: nno193@mail.ru
Разрушение почв ветром было и остается серьезной проблемой, которая может поставить под угрозу продовольственную безопасность планеты. Если в 1978 г. в мире от дефляции терялось около 27 млн т зерна пшеницы [1, с. 12], то в настоящее время только в Российской Федерации недобор продукции растениеводства в зерновом эквиваленте составляет 13,2 млн т [2, с. 25].
Особенно остро эта проблема стоит на юге и юго-востоке Европейской территории России -на Северном Кавказе и в Нижнем Поволжье, где пыльные бури - явление регулярное и климатически обусловленное [3, с. 189], периодически принимающее катастрофические масштабы, что и произошло в марте 2015 г
Дефляция - один из главных факторов потери плодородия почв, их дегумификации. По расчетам Е. И. Рябова, проведенным для Ставропольской возвышенности, темпы этого процесса настолько велики, что уже к концу текущего столетия мы рискуем полностью потерять гумусовый горизонт черноземов [4, с. 127].
Ущерб, наносимый почвам пыльными бурями, определяется целым комплексом факторов: дефлируемостью конкретной почвы, структурным составом ее верхнего слоя (соотношением частиц разного диаметра), исходным содержанием питательных веществ, критической скоростью ветра и максимальной скоростью ветра в период пыльных бурь 20 %-ной обеспеченности, продолжительностью воздействия ветра, составом, структурой
в
: № 1(25), 2017
Науки о земле
99
и противодефляционными свойствами севооборотов. Учесть все перечисленные параметры достаточно сложно. Поэтому, говоря о потерях плодородия почв в результате дефляции, обычно ограничиваются величиной слоя или массой выдутого мелкозема.
Применение современных информационных технологий расширяет наши возможности. Разработанная авторами компьютерная модель комплексной оценки почвозащитной эффективности севооборотов [5, с. 19] позволяет определить не только вынос мелкозема, но и сопутствующие потери гумуса и питательных веществ за период пыльных бурь для почвенно-климатических условий конкретной территории, а также экономические затраты на восстановление утраченного плодородия. Возможности модели подробно рассмотрены в указанной работе. Целью же данного исследования является получение информации для сравнения ущерба от пыльных бурь для разных типов почв, отличающихся уровнем исходного плодородия и гранулометрическим составом.
Разработанная модель в рамках решаемых ею задач позволяет определить количество удобрений, необходимое для компенсации утерянных питательных веществ, а также затраты на их приобретение, транспортировку и внесение в
почву. При этом расчет доступен по двум вариантам восполнения потерь - только минеральными удобрениями или органо-минеральными, если сельскохозяйственное предприятие располагает ресурсом органики.
Для сравнительной оценки был проведен расчет для разных типов почв при одной и той же годовой продолжительности дефляционного периода (30 часов) и одинаковой максимальной скорости ветра 20 %-ной обеспеченности -18 м/с. Потери почвы определялись с открытой поверхности черного пара в соответствии с методикой М. И. Долгилевича и др. [6], а сопутствующий им вынос гумуса и питательных веществ с отдельного рабочего участка поля - по откорректированному нами методу, предложенному Ю. И. Васильевым [7, с. 7], с учетом данных об исходном плодородии почвы (до начала выдувания).
Рассмотрен первый вариант компенсации потерь - минеральными удобрениями. Затраты на их внесение определялись с помощью расчетно-технологической карты, встроенной в программу.
Сравнительный анализ полученных данных показал, что ущерб, наносимый почвам пыльными бурями, и затраты на ликвидацию последствий отличаются в зависимости от типа почв и свойств последних (табл.).
Таблица - Затраты на восполнение утерянного плодородия почв
Почва Потери почвы, т/гагод Затраты на восполнение
в расчете на 1 га, руб/год в расчете на 1 т выдутого мелкозема, руб.
Чернозем обыкновенный* карбонатный среднемощный среднегумусный глинистый и тяжелосуглинистый 2,66 2918 1097
Чернозем обыкновенный* карбонатный сред-немощный слабогумусированный среднесу-глинистый 7,64 7250 950
Чернозем обыкновенный* карбонатный маломощный слабогумусированный среднекаме-нистый слабосмытый легкосуглинистый 12,65 10943 865
Темно-каштановая карбонатная мощная тяжелосуглинистая 7,64 7123 932
Темно-каштановая карбонатная среднемощ-ная среднесуглинистая 12,65 10801 854
Темно-каштановая карбонатная мощная слаборазвеваемая легкосуглинистая 12,65 9857 779
Темно-каштановая среднемощная легкосуглинистая 42,47 32508 765
Каштановая тяжелосуглинистая 7,64 6134 803
Каштановая среднесуглинистая 8,76 7060 806
Каштановая карбонатная среднекаменистая среднесмытая легкосуглинистая 18,56 14606 787
Светло-каштановая карбонатная слаборазвеваемая легкосуглинистая 18,62 12850 690
Светло-каштановая карбонатная слаборазвеваемая супесчаная 169,23 109357 646
* В старой классификации «чернозем предкавказский» [4].
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
Затраты на восполнение текущих ежегодных потерь плодородия колеблются в достаточно больших пределах - от 2,9 до 109,4 тыс. руб/ га-год. Они растут пропорционально количеству выдутой почвы. Наименьшие затраты характерны для глинистых и тяжелосуглинистых разностей карбонатных черноземов, теряющих в год около 2,66 т/га мелкозема. Считается, что такие потери компенсируются естественным почвообразовательным процессом [4, с. 127; 8, с. 249]. Почвы каштанового ряда в большей степени подвержены разрушению ветром, и текущие потери с них уже не могут восстанавливаться естественным образом. Соответственно возрастают и затраты на восстановление плодородия.
Необходимо подчеркнуть, что как для черноземов, так и для каштановых почв «облегчение» гранулометрического состава ведет к резкому увеличению потерь и, соответственно, затрат на восполнение плодородия. Из рассмотренных почв наименее устойчивыми к выдуванию являются светло-каштановые карбонатные сла-боразвеваемые супесчаные почвы. При одних и тех же условиях проявления дефляции потери с них в 63,6 раза, а затраты на восполнение -в 37,5 раза больше, чем у глинистых и тяжелосуглинистых карбонатных черноземов. Поэтому защите таких почв необходимо уделять особое внимание, так как они являются очагом, дающим старт активному развитию дефляционных процессов.
На основе полученных данных (см. табл.) может сложиться мнение, что восстановление разрушенных ветром черноземов дешевле, чем светло-каштановых почв, особенно супесчаных. Однако это не так. Расчет удельных затрат (на 1 тонну выдутого мелкозема) показал, что капиталовложения на восполнение утерянного плодородия растут пропорционально его исходному уровню. Так, затраты на компенсацию питательных веществ (азота, фосфора, калия), содержащихся в 1 т чернозема обыкновенного карбонатного глинистого и тяжелосуглинистого, составляют 1097 руб., что в 1,7 раза выше, чем на восстановление менее плодородной светло-
каштановой карбонатной слаборазвеваемой супесчаной почвы.
Нужно отметить, что в природе почвы рассмотренных типов географически расположены в разных регионах, с разными условиями протекания пыльных бурь. Черноземы на юго-востоке Европейской территории Российской Федерации зачастую приурочены к районам «ветровых коридоров» [9, с. 32; 10, с. 12; 11, с. 41], для которых характерны более высокие скорости ветра и большая продолжительность дефляционного периода, чем расчетные. Так, по данным М. И. Долгилевича и др. [6, с. 26], в районе Армавира годовая продолжительность пыльных бурь составляет 37,3 часа, а максимальная скорость ветра 20 %-ной обеспеченности во время их прохождения - 31,6 м/с, в районе Белой Глины соответственно - 57,4 часа и 25,1 м/с, Ново-александровска - 37,0 часов и 26,8 м/с. Кроме того, податливость к разрушению ветром открытой поверхности легких по гранулометрическому составу черноземов и светло-каштановых почв лежит в одном диапазоне. Дефлируемость чернозема предкавказского среднемощно-го слабогумусированного слабосолонцеватого слабодефлированного слабокаменистого супесчаного и светло-каштановой среднекар-бонатной слабосолонцеватой среднедефли-рованной легкосуглинистой почвы находится в пределах 10,0-12,0 т/га-ч [6, с. 46]. То есть при одинаковых условиях проявления пыльных бурь выдувание мелкозема в обоих случаях будет сопоставимо. Однако потери питательных веществ и, соответственно, затраты на их компенсацию на черноземах будут гораздо выше.
Таким образом, возмещение ущерба, наносимого почвам пыльными бурями, сопряжено с гигантскими материальными затратами. При этом речь идет только о восстановлении утерянного плодородия, о компенсации основных питательных веществ. Сама же выдутая почва не подлежит оценке и будет утеряна для исследуемой территории безвозвратно. Поэтому в районах с активным ветровым режимом необходимо осуществлять полный комплекс мероприятий, направленных на защиту почв от дефляции.
Литература
1. Dregne H. E. Desertification: man's abuse of the land // J. of Soil and Water Conservation. 1978. V. 33, № 1. P. 11-14.
2. Полезащитное лесоразведение: значение, состояние, пути выхода из кризиса / К. Н. Кулик [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 1. С. 24-27.
3. Сажин А. Н., Кулик К. Н., Васильев Ю. И. Погода и климат Волгоградской области. Волгоград : ВНИАЛМИ, 2010. 306 с.
4. Системы земледелия Ставропольского края : монография / под общ. ред. акад.
References
1. Dregne H. E. Desertification: man's abuse of the land // J. of Soil and Water Conservation, 1978. V. 33, № 1. P. 11-14.
2. Shelterbelt afforestation: value, status, ways out of the crisis / K. N. Kulik [et al.] // The Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 2012. № 1. P. 24-27.
3. Sazhin A. N., Kulik K. N., Vasilyev U. I. Weather and Climate of Volgograd region. Volgograd : ARSRAI, 2010. 306 p.
4. The systems of agriculture of Stavropol Territory: the monography / under Edition of Acad. Russian Academy of Sciences,
в
: № 1(25), 2017
Науки о земле
РАН, РАСХН А. А. Жученко ; чл.-корр. РАСХН В. И. Трухачева. Ставрополь : АГРУС, 2011. 844 с.
5. Волошенкова Т. В., Овечко Н. Н. Оценка почвозащитной эффективности севооборотов // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2015. № 6. С. 19-20.
6. Методические указания по размещению полезащитных лесных полос в районах с активной ветровой эрозией / М. И. Долги-левич [и др.]. М. : ВАСХНИЛ, 1984. 59 с.
7. Васильев Ю. И. Метод оценки ущерба, наносимого почвам пыльными бурями // Бюллетень ВНИАЛМИ. 1985. Вып. 3 (46). С. 7-14.
8. Бельгибаев М. Е., Долгилевич М. И. О предельно допустимой величине эрозии почв // Труды ВНИАЛМИ. Волгоград, 1970. Вып. 1 (61). С. 239-258.
9. Атлас СССР. М. : Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1983. 259 с.
10. Атлас Ростовской области. М. : Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1973. 32 с.
11. Атлас земель Ставропольского края. Ставрополь : Комитет по земельным ресурсам и землеустройству Ставропольского края, 2000. 118 с.
101
Agricultural Sciences A. A. Zhuchenko, V. I. Trukhachev, the corresponding member of RAAS. Stavropol : AGRUS, 2011. 844 p.
5. Voloshenkova T. V., Ovechko N. N. Assessment of soil protection efficiency of crop rotation // The Bulletin of the Russian Agricultural Science. 2015. № 6. P. 19-20.
6. Guidelines for the placement of shelter belts in areas with an active wind erosion/ M. I. Dolgilevich [et al.]. M. : All-Russia Academy of Agricultural Sciences, 1984. 59 p.
7. Vasiliev U. I. Assessment method of damage to soil dust storms // Bulletin ARSRAI. 1985. Vol. 3(46). P. 7-14.
8. Belgibaev M. E., Dolgilevich M. I. About maximum permissible erosion value // ARSRAI. Volgograd : Publishing house «Volgogradskaya Pravda», 1970. Vol. 1(61). P. 239-258.
9. Atlas of the USSR. M. : Main Department of Geodesy and Cartography under the Council of Ministers of the USSR, 1983. 259 p.
10. Atlas of the Rostov region. M. : Main Department of Geodesy and Cartography under the Council of Ministers of the USSR, 1973. 32 p.
11. Atlas of the Stavropol Territory. Stavropol : Committee of Land Resources of the Stavropol Territory, 2000. 118 p.
